2025年湖北省武漢市漢陽區高二上學期期末物理試題：電磁感應與電容器一、選擇題要求：從下列各題給出的四個選項中，選出正確答案，并將正確答案的字母填寫在題后的括號內。1.一個閉合線圈置于垂直于線圈平面的勻強磁場中，線圈以一定的速度沿磁場方向切割磁感線。則下列說法正確的是（）A.線圈中產生的感應電流方向與線圈運動方向相反B.線圈中產生的感應電流方向與線圈運動方向相同C.線圈中產生的感應電流大小與線圈運動速度成正比D.線圈中產生的感應電流大小與線圈運動速度無關2.下列關于電容器的描述，正確的是（）A.電容器的電容與兩板間的電壓成正比B.電容器的電容與兩板間的電壓成反比C.電容器的電容與兩板間的距離成正比D.電容器的電容與兩板間的距離成反比3.一個電容器的電容為100pF，當兩板間電壓為10V時，下列說法正確的是（）A.電容器存儲的電荷量為100μCB.電容器存儲的電荷量為1μCC.電容器存儲的電荷量為0.1μCD.電容器存儲的電荷量為10μC二、填空題要求：將正確答案填寫在題后的橫線上。4.一個矩形線圈的面積S為10cm2，當它沿垂直于線圈平面的勻強磁場中切割磁感線時，線圈的磁通量變化率Φ/t為2Wb/s，則線圈中產生的感應電動勢E為______V。5.一個電容器兩板間的電壓為U，電容為C，則電容器存儲的電荷量Q為______C。6.一個電容器的電容為C，當兩板間的電壓為U時，電容器存儲的電荷量Q為______C。三、解答題要求：將答案填寫在題后的空白處。7.（本題共10分）已知一個閉合線圈在勻強磁場中以一定的速度沿磁場方向切割磁感線，磁感應強度B為0.5T，線圈的面積為0.01m2，線圈的電阻為10Ω，線圈沿磁場方向運動的速度v為1m/s。求：（1）線圈中產生的感應電流的大小；（2）線圈中產生的感應電動勢的大小。四、計算題要求：計算下列各題，并將答案填寫在題后的空白處。8.一個電容器在充電過程中，充電電流i隨時間t變化的規律為i=5t-0.2A，其中t的單位為秒。假設電容器初始電壓U?=0V，電容C=2μF，求：（1）t=2s時，電容器兩板間的電壓；（2）電容器充滿電后，兩板間的電壓。9.一個矩形線圈在勻強磁場中以一定的速度沿磁場方向切割磁感線，磁感應強度B為0.4T，線圈的長邊長度l為0.2m，短邊長度b為0.1m。當線圈運動的速度v為0.5m/s時，求線圈中產生的感應電流的大小。五、實驗題要求：根據實驗原理，完成下列實驗題。10.在“驗證法拉第電磁感應定律”的實驗中，需要測量以下幾個物理量：（1）線圈的電阻R；（2）線圈的磁通量變化量ΔΦ；（3）線圈運動的速度v；（4）線圈中產生的感應電動勢E。請簡述如何測量上述物理量，并說明測量原理。六、應用題要求：根據所學知識，分析下列各題，并將答案填寫在題后的空白處。11.一個平行板電容器，其兩板間距離d為0.01m，介電常數ε=8.85×10?12F/m。當兩板間的電壓為100V時，求：（1）電容器的電容；（2）電容器存儲的電荷量。本次試卷答案如下：一、選擇題1.C解析：根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢E與磁通量變化率成正比，與線圈運動速度無關。2.D解析：電容器的電容C是由其結構（如板面積、板間距）和介質決定的，與兩板間的電壓無關。3.B解析：根據電容公式Q=CU，其中C為電容，U為電壓，代入C=100pF=100×10?12F，U=10V，得到Q=100×10?12F×10V=1×10?11C。二、填空題4.0.01解析：根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢E=B*v*S，其中B為磁感應強度，v為速度，S為面積。代入B=0.5T，v=1m/s，S=10cm2=10×10??m2，得到E=0.5T×1m/s×10×10??m2=0.01V。5.UC解析：根據電容公式Q=CU，其中C為電容，U為電壓，直接代入公式得到Q=UC。6.UC解析：同上題解析，根據電容公式Q=CU，其中C為電容，U為電壓，直接代入公式得到Q=UC。三、解答題7.（1）感應電流的大小：I=E/R=(B*v*S)/R=(0.5T*1m/s*0.01m2)/10Ω=0.00005A=50μA。（2）感應電動勢的大小：E=B*v*S=0.5T*1m/s*0.01m2=0.0005V=0.5mV。四、計算題8.（1）t=2s時，電容器兩板間的電壓：U=U?+∫(0to2s)idt=U?+∫(0to2s)(5t-0.2)dt=U?+[2.5t2-0.2t]from0to2=U?+(2.5*22-0.2*2)=U?+4-0.4=U?+3.6V。由于U?=0V，所以U=3.6V。（2）電容器充滿電后，兩板間的電壓：當電容器充滿電時，充電電流i=0A，即t=2s時，此時電壓U=3.6V。9.感應電流的大小：I=E/R=(B*v*l)/R=(0.4T*0.5m/s*0.2m)/10Ω=0.004A=4mA。五、實驗題10.（1）測量線圈的電阻R：使用電阻箱或萬用表測量線圈的電阻值。（2）測量線圈的磁通量變化量ΔΦ：使用磁通量計或通過計算線圈在磁場中的投影面積與磁感應強度的乘積得到。（3）測量線圈運動的速度v：使用計時器測量線圈運動的時間，然后用距離除以時間得到速度。（4）測量線圈中產生的感應電動勢E：使用電壓表測量線圈兩端的電壓。六、應用題1